瓦斯分布规律及预测技术和上隅角瓦斯治理学习教案.pptx

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1、会计学1瓦斯分布瓦斯分布(fnb)规律及预测技术和上隅规律及预测技术和上隅角瓦斯治理角瓦斯治理第一页，共47页。、综掘工作面瓦斯、综掘工作面瓦斯、综掘工作面瓦斯、综掘工作面瓦斯(w(w s)s)预测技术预测技术预测技术预测技术测定煤壁瓦斯涌出强度与暴露测定煤壁瓦斯涌出强度与暴露(bol)时间关系的方法时间关系的方法壁壁罩罩测测定定法法：在在巷巷道道新新暴暴露露(bol)的的煤煤壁壁上上安安装装壁壁罩罩，开开动动气气泵泵，并并测测定定下下同同时时间间内内的的气气泵泵流流量量、气气泵泵气气流流出出口口中中瓦瓦斯斯浓浓度度和和工工作作面面风风流流中中瓦瓦斯斯浓浓度度，直直到气泵气流出口中瓦斯浓度基本

2、不变为止。到气泵气流出口中瓦斯浓度基本不变为止。巷巷道道测测定定法法：在在正正常常条条件件下下连连续续掘掘进进的的煤煤巷巷中中，沿沿巷巷道道长长度度每每隔隔一一定定的的距距离离设设置置测测点点，当当掘掘进进机机正正常常落落煤煤，且且同同时时连连续续装装煤煤时时，定定期期测测定定各各测测点点的的风风量量和和瓦瓦斯斯浓浓度度，计计算算出出各各段段巷巷道道单单位位时时间间内内经经过过各各测测点点的的瓦瓦斯斯涌涌出出量量，然然后后根根据据各各段段巷巷道道煤煤壁壁暴暴露露(bol)面面积积来来计计算算煤煤壁壁瓦瓦斯斯涌涌出出强强度度，并并按按巷巷道道掘掘进进速速度度求求出出对对应应各各段段的的平平均均暴

3、暴露露(bol)时时间间。特特点点：巷巷道道测测定定法法应应用用较较多多，方方法法简简单单易易行行，而而且且测定时不影响生产。缺点：必须测定较多的数据进行统计分析，否则误差较大。测定时不影响生产。缺点：必须测定较多的数据进行统计分析，否则误差较大。晋城煤业集团晋城煤业集团(jtun)寺河矿二寺河矿二号井号井第2页/共47页第二页，共47页。、综掘工作面瓦斯预测、综掘工作面瓦斯预测、综掘工作面瓦斯预测、综掘工作面瓦斯预测(yc)(yc)技术技术技术技术晋城煤业集团晋城煤业集团(jtun)寺河矿二寺河矿二号井号井第3页/共47页第三页，共47页。、综掘工作面瓦斯预测、综掘工作面瓦斯预测、综掘工作面

4、瓦斯预测、综掘工作面瓦斯预测(yc)(yc)技术技术技术技术综掘工作面瓦斯预测技术是综掘工作面通风设计综掘工作面瓦斯预测技术是综掘工作面通风设计(shj)及瓦斯防治与管理的基础，它决定着巷道的断面、风机能力的选择和瓦斯灾害治理的决策等。近十年来，随着采矿技术装备的飞跃发展，我国亦涌现出了一批综合机械化采煤、综合机械化掘进为特征的高产、高效集约化矿井，部分综掘面煤巷月掘进速度达及瓦斯防治与管理的基础，它决定着巷道的断面、风机能力的选择和瓦斯灾害治理的决策等。近十年来，随着采矿技术装备的飞跃发展，我国亦涌现出了一批综合机械化采煤、综合机械化掘进为特征的高产、高效集约化矿井，部分综掘面煤巷月掘进速度

5、达300-600m。随着开采水平的延深，煤层瓦斯含量的增大，采掘工作面瓦斯涌出量也相应增大，采用现行的通风方式和装备仍存在瓦斯超限的问题，煤层瓦斯呈现条带状分布特征，高瓦斯带严重威胁矿井安全生产。因此掌握煤层瓦斯赋存规律和综合机械化掘进工作面的煤壁、落煤瓦斯涌出特征，研究提出相应的瓦斯预测方法，为采掘供风、瓦斯治理提供可靠依据，具有重要意义。随着开采水平的延深，煤层瓦斯含量的增大，采掘工作面瓦斯涌出量也相应增大，采用现行的通风方式和装备仍存在瓦斯超限的问题，煤层瓦斯呈现条带状分布特征，高瓦斯带严重威胁矿井安全生产。因此掌握煤层瓦斯赋存规律和综合机械化掘进工作面的煤壁、落煤瓦斯涌出特征，研究提出

6、相应的瓦斯预测方法，为采掘供风、瓦斯治理提供可靠依据，具有重要意义。本预测技术是通过对我矿本预测技术是通过对我矿94210 综掘工作面瓦斯涌出的实测考察与分析的基础上建立起来的预测方法。综掘工作面瓦斯涌出的实测考察与分析的基础上建立起来的预测方法。晋城煤业集团晋城煤业集团(jtun)寺河矿二号寺河矿二号井井第4页/共47页第四页，共47页。、综掘工作面瓦斯预测、综掘工作面瓦斯预测、综掘工作面瓦斯预测、综掘工作面瓦斯预测(yc)(yc)技术技术技术技术、94210综掘工作面的地质概况综掘工作面的地质概况 94210综综掘掘工工作作面面位位于于(wiy)寺寺河河矿矿二二号号井井9#煤煤第第4盘盘区

7、区，工工作作面面走走向向长长度度790m，煤煤层层平平均均厚厚度度1.75m。煤煤层层倾倾角角1-11,煤煤层层倾倾角角平平均均角角度度2。、综掘工作面瓦斯涌出特征及规律、综掘工作面瓦斯涌出特征及规律 涌出特征涌出特征 与与炮炮掘掘工工作作面面相相比比，综综掘掘工工作作面面在在瓦瓦斯斯涌涌出出方方面面主主要要有有如如下下几几个个方方面面的特征。的特征。掘掘进进速速度度快快，绝绝对对瓦瓦斯斯涌涌出出量量增增大大。（由由于于综综掘掘与与炮炮掘掘工工艺艺不不同同，前前者者比比后后者者掘掘进进速速度度快快得得多多，煤煤层层瓦瓦斯斯释释放放速速度度加加快快，而而稀稀释释的的时时间间又又不象炮掘那样充分）

8、不象炮掘那样充分）瓦瓦斯斯涌涌出出的的不不均均匀匀性性相相对对减减小小，综综掘掘工工作作面面综综掘掘工工序序有有明明显显的的连连续续性性，瓦瓦斯斯涌涌出出量量尽尽管管有有波波动动，但但与与炮炮掘掘工工作作面面相相比比，不不均均匀匀性性相相对对下下降降，不不像像炮炮掘掘那那样样大大起起大大落落，放放炮炮时时瓦瓦斯斯涌涌出出浓浓度度较较高高，其其它它如如除除渣渣、架架棚棚支护等工序时就明显降低。支护等工序时就明显降低。晋城煤业集团晋城煤业集团(jtun)寺河矿二号井寺河矿二号井第5页/共47页第五页，共47页。、综掘工作面瓦斯、综掘工作面瓦斯、综掘工作面瓦斯、综掘工作面瓦斯(w(w s)s)预测技

9、术预测技术预测技术预测技术相相对对瓦瓦斯斯涌涌出出量量相相对对减减少少(jinsho)。综综掘掘工工作作面面掘掘进进速速度度快快，落落煤煤与与运运煤煤基基本本上上是是流流水水线线，加加之之机机械械落落煤煤的的粒粒度度分分布布均均匀匀，赋赋存存于于煤煤层层中中的的游游离离部部分分瓦瓦斯斯随随割割下下来来落落煤煤而而释释放放出出来来，而而存存在在于于落落煤煤中中的的吸吸附附瓦瓦斯斯未未待待充充分分解解吸吸则则随随着着运运输输机机很很快快被被运运出出工工作作面面，使使得得煤煤产产量量增增加加的的倍倍数数大大于于瓦瓦斯斯涌涌出出量量增增加加的的倍倍数数，因因此相对瓦斯涌出量相对减少此相对瓦斯涌出量相对

10、减少(jinsho)，这与回采工作面的情况正好相反。，这与回采工作面的情况正好相反。掘掘进进面面端端头头瓦瓦斯斯量量超超限限。由由于于综综掘掘工工作作面面机机械械设设备备较较多多，人人员员相相对对也也多多，空空间间小小，而而掘掘进进速速度度加加快快，落落煤煤量量增增加加，加加之之落落煤煤粒粒度度小小而而均均匀匀，绝绝对对瓦瓦斯斯涌涌出出量量相相应应增增大大。因因此此掘掘进进面面端端头头瓦瓦斯斯时时常常超超限限，可可达达1.0%以以上上，这这样样就就大大大大地地制制约约了了机机械化水平的发挥，迫使控制割煤速度（时割时停）。械化水平的发挥，迫使控制割煤速度（时割时停）。晋城煤业集团晋城煤业集团(j

11、tun)寺河矿二号寺河矿二号井井第6页/共47页第六页，共47页。、综掘工作面瓦斯、综掘工作面瓦斯、综掘工作面瓦斯、综掘工作面瓦斯(w(w s)s)预测技术预测技术预测技术预测技术综掘工作面瓦斯涌出规律综掘工作面瓦斯涌出规律 综综掘掘工工作作面面瓦瓦斯斯涌涌出出分分布布规规律律：由由于于风风筒筒出出口口风风流流至至工工作作面面端端头头快快速速折折返返，加加之之掘掘进进机机等等机机械械设设备备、风风筒筒联联接接不不规规范范及及漏漏风风等等原原因因，使使得得风风流流紊紊流流的的多多向向性性、不不稳稳定定性性、瓦瓦斯斯涌涌出出的的不不均均匀匀性性都都特特别别明明显显。受受风风流流、瓦瓦斯斯来来源源影

12、影响响，从从工工作作面面端端头头往往外外大大致致分分3个个区区段段，分分别别为为折折返返区区、风风流流不不稳稳定定区区、风风流流稳稳定定区区段段。第第一一区区段段是是瓦瓦斯斯主主要要来来源源，导导风风筒筒吹吹出出风风流流至至端端头头煤煤壁壁迅迅速速折折返返，当当风风筒筒与与迎迎头头煤煤壁壁距距离离在在8m之之内内时时，风风量量集集中中，风风速速大大，很很快快就就使使瓦瓦斯斯稀稀释释扩扩散散。如如大大于于8m时时，很很可可能能使使瓦瓦斯斯局局部部积积聚聚；第第二二区区段段为为8m风风筒筒出出风风口口以以前前，在在这这个个范范围围内内，风风流流由由端端头头煤煤壁壁返返回回，加加上上掘掘进进机机械械

13、设设备备、操操作作(cozu)人人员员等等影影响响了了风风量量通通过过能能力力，使使风风流流极极不不稳稳定定，这这个个范范围围内内为为暴暴露露时时间间较较短短的的新新煤煤壁壁，瓦瓦斯斯仍仍在在量量释释放放，是是瓦瓦斯斯的的第第二二个个来来源源；第第三三个个区区段段则则在在8m以以后后，风风流流瓦瓦斯斯趋趋于于稳稳定定，且且瓦瓦斯斯扩扩散散后后分分布布均均匀匀，这这一一区区段段汇汇集集了了整整个个工工作作面面的的瓦瓦斯斯，因此，瓦斯量是最大的。因此，瓦斯量是最大的。晋城煤业集团晋城煤业集团(jtun)寺河矿寺河矿二号井二号井第7页/共47页第七页，共47页。、综掘工作面瓦斯、综掘工作面瓦斯、综掘

14、工作面瓦斯、综掘工作面瓦斯(w(w s)s)预测技术预测技术预测技术预测技术综综掘掘工工作作面面风风流流流流动动状状态态：综综掘掘工工作作面面的的风风流流流流动动，大大致致分分折折返返、不不稳稳定定、较较稳稳定定3个个区区段段，在在此此基基础础上上还还夹夹带带有有次次生生的的旋旋涡涡流流，特特别别是是在在前前8m范范围围内内，风风流流很很不不稳稳定定。通通过过实实践践表表明明，在在风风筒筒另另一一侧侧巷巷道道煤煤帮帮与与端端头头煤煤壁壁0.5m2区区域域形形成成一一个个三三角角区区域域，经经测测定定，当当风风筒筒口口距距端端头头煤煤壁壁小小于于8m时时，三三角角区区域域的的最最小小风风速速为为

15、0.2m/s，没没有有积积存存瓦瓦斯斯的的可可能能(knng)性性，当当风风筒筒口口距距端头煤壁距离大于端头煤壁距离大于8m时，很可能时，很可能(knng)出现无风区。出现无风区。、综掘工作面瓦斯涌出量的影响因素、综掘工作面瓦斯涌出量的影响因素 瓦瓦斯斯涌涌出出量量与与综综掘掘工工艺艺的的关关系系：综综掘掘工工作作面面瓦瓦斯斯涌涌出出量量随随生生产产工工艺艺变变化化波波动动较较大大，一一般般在在割割煤煤时时要要比比其其他他工工序序瓦瓦斯斯涌涌出出量量大大得得多多，并并且且割割煤煤速速度度越越快快，瓦瓦斯斯涌涌出出量量也也越越大大；割割煤煤时时间间越越长长，瓦瓦斯斯涌涌出出量量持持续续的的峰峰值

16、值也也就就越越长长。而间歇割煤和其他工序时的瓦斯涌出量小，涌出量均匀。而间歇割煤和其他工序时的瓦斯涌出量小，涌出量均匀。晋城煤业集团晋城煤业集团(jtun)寺河矿寺河矿二号井二号井第8页/共47页第八页，共47页。、综掘工作面瓦斯预测、综掘工作面瓦斯预测、综掘工作面瓦斯预测、综掘工作面瓦斯预测(yc)(yc)技术技术技术技术瓦瓦斯斯涌涌出出量量与与地地质质构构造造的的关关系系：综综掘掘工工作作面面瓦瓦斯斯涌涌出出受受地地质质构构造造的的影影响响(yngxing)，在在推推进进方方向向上上波波动动变变化化较较大大，由由于于煤煤层层中中存存在在的的褶褶曲曲、断断层层等等地地质质构构造造使使得得煤煤

17、层层中中的的瓦瓦斯斯分分布布具具有有明明显显的的不不均均衡衡性性。一一般般情情况况下下，开开放放性性的的断断裂裂构构造造有有利利于于煤煤层层瓦瓦斯斯排排放放，因因而而在在这这类类断断层层附附近近区区域域的的煤煤层层瓦瓦斯斯含含量量及及涌涌出出量量较较同同标标高高正正常常区区域域的的瓦瓦斯斯含含量量及及涌涌出出量量低低，而而对对于于封封闭闭性性断断裂裂构构造造的的情情况况则则恰恰好好相相反反，由由于于瓦瓦斯斯在在生生成成过过程程中中具具有有良良好好的的保保存存条条件件，因因而而封封闭闭性性断断层层附附近近煤煤层层瓦瓦斯斯含含量量比比其其他他地地点点煤煤层层瓦瓦斯斯含含量量大大。褶褶曲曲构构造造也

18、也存存在在着着这种效应，即背斜轴部附近瓦斯含量较大，其涌出量也较大。这种效应，即背斜轴部附近瓦斯含量较大，其涌出量也较大。晋城煤业集团晋城煤业集团(jtun)寺河矿二号寺河矿二号井井第9页/共47页第九页，共47页。、综掘工作面瓦斯、综掘工作面瓦斯、综掘工作面瓦斯、综掘工作面瓦斯(w(w s)s)预测技术预测技术预测技术预测技术瓦瓦斯斯涌涌出出量量与与煤煤层层厚厚度度的的关关系系：在在煤煤层层产产状状比比较较稳稳定定的的情情况况下下，综综掘掘工工作作面面瓦瓦斯斯涌涌出出比比较较均均衡衡，但但当当煤煤层层产产状状发发生生显显著著变变化化时时其其瓦瓦斯斯涌涌出出量量也也发发生生相相应应的的变变化化

19、。在在煤煤层层产产状状的的诸诸多多因因素素中中尤尤以以煤煤层层厚厚度度的的变变化化对对瓦瓦斯斯涌涌出出影影响响最最为为显显著著。在在实实际际考考察察中中，综综掘掘工工作作面面沿沿走走向向推推进进过过程程中中，当当煤煤层层由由1.5m变变厚厚到到2.1m时时，工工作作面面瓦瓦斯斯涌涌出出明明显显增增大大，平平均均(pngjn)瓦斯浓度由瓦斯浓度由0.3%增大到增大到0.5%。瓦瓦斯斯涌涌出出量量与与掘掘进进断断面面的的关关系系：综综掘掘工工作作面面的的断断面面受受其其设设备备和和开开采采工工艺艺的的影影响响变变化化不不是是很很大大，一一般般回回风风巷巷断断面面比比运运输输巷巷断断面面稍稍大大一一

20、点点，虽虽然然瓦瓦期期涌涌出出量量随随着着煤煤壁壁暴暴露露面面积积的的增增大大而而增增加加，但但由由于于瓦瓦斯斯涌涌出出量量还还受受其其所所处处工工作作地地点点煤煤层层赋赋存存深深度度的的影影响响，回回风风巷巷一一般般都都处处在在运运输输巷巷的的浅浅部部，因因此此回回风风巷巷的的瓦瓦斯斯涌涌出出量量与与同同一一工工作作面面的的运运输输巷巷瓦瓦斯斯涌涌出出量量相相比比，差异并不明显。差异并不明显。晋城煤业集团晋城煤业集团(jtun)寺河矿二号寺河矿二号井井第10页/共47页第十页，共47页。、综掘工作面瓦斯、综掘工作面瓦斯、综掘工作面瓦斯、综掘工作面瓦斯(w(w s)s)预测技术预测技术预测技术

21、预测技术瓦瓦斯斯涌涌出出量量与与掘掘进进速速度度的的关关系系：综综掘掘工工作作面面实实际际考考察察表表明明，综综掘掘工工作作面面瓦瓦斯斯涌涌出出量量与与掘掘进进速速度度的的平平方方根根成成正正比比，即即掘掘进进速速度度越越快快时时，瓦瓦斯斯涌涌出出量量就就大大。由由于于掘掘进进机机割割煤煤连连续续作作业业，新新鲜鲜煤煤壁壁暴暴露露的的面面积积不不断断加加大大，落落煤煤粒粒度度小小、均均匀匀且且量量大大，赋赋存存于于煤煤层层中中瓦瓦斯斯的的游游离离部部分分迅迅速速地地涌涌入入到到工工作作面面，吸吸附附部部分分的的少少量量瓦瓦斯斯得得到到解解吸吸涌涌入入工工作作面面。使使得得工工作作面面瓦瓦斯斯涌

22、涌出出在在短短时时间间内内迅迅速速增增大大，由由于于瓦瓦斯斯涌涌出出增增大大，往往往往(wngwng)给给综综掘掘工工作作面面带带来来潜潜在在危危险险，迫迫使使控控制制掘掘进进速速度度，限限制制瓦瓦斯斯大量涌入综掘工作面。大量涌入综掘工作面。晋城煤业集团晋城煤业集团(jtun)寺河矿寺河矿二号井二号井第11页/共47页第十一页，共47页。、综掘工作面瓦斯、综掘工作面瓦斯、综掘工作面瓦斯、综掘工作面瓦斯(w(w s)s)预测技术预测技术预测技术预测技术综掘工作面瓦斯涌出来源综掘工作面瓦斯涌出来源综综掘掘工工作作面面煤煤巷巷瓦瓦斯斯涌涌出出来来源源主主要要由由煤煤壁壁瓦瓦斯斯和和落落煤煤瓦瓦斯斯两

23、两部部分分构构成。一般情况下，从岩石中涌出的瓦斯量很少，可忽略不计。成。一般情况下，从岩石中涌出的瓦斯量很少，可忽略不计。随随着着矿矿井井机机械械化化程程度度的的提提高高，综综合合掘掘进进机机在在煤煤巷巷掘掘进进中中的的使使用用日日趋趋广广泛泛，它它具具有有推推进进速速度度(sd)快快、劳劳动动强强度度低低等等优优点点。综综掘掘工工作作面面瓦瓦斯斯涌涌出出量量的的大大小小，除除取取决决于于涌涌出出体体的的瓦瓦斯斯含含量量和和渗渗透透条条件件外外，还还与与其其存存在在的的时时间间和和空空间间有有关关。综综掘掘机机具具有有机机械械落落煤煤、装装煤煤、运运煤煤连连续续等等特特点点，这这样样就就给给综

24、综掘掘面面带带来来了了一一些些不不同同于于炮炮掘掘工工作作面面的的瓦瓦斯斯涌涌出出特特征征，煤煤壁壁的的平平均均暴暴露露时时间间短短，瓦瓦斯斯涌涌出出量量相相对对大大。另另外外，机机械械落落煤煤的的瓦瓦斯斯涌涌出出也也不不同同于于放放炮炮落落煤煤那那样样在在瞬瞬间间内内一一次次全全部部涌涌出出采采掘掘空空间间，而而是是随随综综掘掘机机的的连连续续落落煤煤，在在连连续续运运行行的的链链板板、皮皮带带运运输输机机上上连连续续不不断断地地涌涌向向工工作作面面，其其涌涌出出量量的的大大小小不不仅仅仅仅取取决决于于综综掘掘机机的的生生产产能能力力、煤煤层层的的原原始始瓦瓦斯斯含含量量及及煤煤层透气性，还

25、与链板机的运煤速度层透气性，还与链板机的运煤速度(sd)及煤巷的长度有关。及煤巷的长度有关。晋城煤业集团晋城煤业集团(jtun)寺河矿二号井寺河矿二号井第12页/共47页第十二页，共47页。、高档机采工作面瓦斯、高档机采工作面瓦斯、高档机采工作面瓦斯、高档机采工作面瓦斯(w(w s)s)预测技预测技预测技预测技术术术术 1、高档机采工作面瓦斯涌出量预测方法、高档机采工作面瓦斯涌出量预测方法分源预测法分源预测法传传统统分分源源预预测测法法：在在开开采采机机械械化化程程度度低低，推推井井速速度度小小，采采面面受受推推进进速速度度影影响响较较小小，没没有有(mi yu)把把推推进进速速度度作作为为采

26、采面面涌涌出出量量的的影影响响因因素素来来考考虑虑，同同时时该该预预测测方方法法中中把把采采落落煤煤的的残残存存量量取取值值为为运运出出矿矿井井时时的的瓦瓦斯斯残残存存量量，是是一一个个不不变变值值。其其预预测测的的瓦瓦斯斯涌涌出出量量包包括括开开采采层层瓦瓦斯斯涌涌出出和和邻邻近近层层瓦瓦斯涌出。斯涌出。开采层瓦斯涌出预测开采层瓦斯涌出预测1）煤壁瓦斯涌出量预测。）煤壁瓦斯涌出量预测。2）采落煤块瓦斯涌出量预测。）采落煤块瓦斯涌出量预测。3）开采层瓦斯涌出量预测。）开采层瓦斯涌出量预测。邻邻近近层层瓦瓦斯斯涌涌出出量量预预测测：煤煤层层开开采采前前，围围岩岩应应力力处处于于平平衡衡状状态态。

27、煤煤层层开开采采过过程程中中，围围岩岩原原有有应应力力状状态态被被破破坏坏，结结果果工工作作面面上上覆覆岩岩层层在在一一定定范范围围内内由由近近及及远远形形成成冒冒落落带带、裂裂隙隙带带和和整整体体移移动动变变形形带带，下下覆覆岩岩层层形形成成裂裂隙隙和和整整体体膨膨胀胀变变形形带带，处处于于冒冒落落带带、裂裂隙隙带带的的邻邻近近层层瓦瓦斯斯在在瓦瓦斯斯压压力力梯梯度度的的作作用下，将经由采空区源源不断地涌入到回采工作面。用下，将经由采空区源源不断地涌入到回采工作面。晋城煤业集团晋城煤业集团(jtun)寺河矿寺河矿二号井二号井第13页/共47页第十三页，共47页。、高档机采工作面瓦斯预测、高档

28、机采工作面瓦斯预测、高档机采工作面瓦斯预测、高档机采工作面瓦斯预测(yc)(yc)技技技技术术术术 回回采采工工作作面面瓦瓦斯斯涌涌出出量量：回回采采工工作作面面瓦瓦斯斯涌涌出出量量由由开开采采层层（包包括括围围岩岩）、邻邻近近层瓦斯涌出量两部分组成。层瓦斯涌出量两部分组成。动动态态分分源源预预测测法法：与与传传统统分分源源预预测测法法不不同同的的是是残残存存量量不不是是一一个个常常数数(chngsh)，而而是是一一个个变变化化量量，与与采采落落煤煤块块运运出出工工作作面面的的时时间间相相对对应应。当当工工作作面推进速度（产量）改变时，工作面瓦斯涌出量亦发生变化。面推进速度（产量）改变时，工作

29、面瓦斯涌出量亦发生变化。比例系数预测法比例系数预测法回回采采工工作作面面瓦瓦斯斯来来源源从从大大的的方方面面只只有有3个个：煤煤壁壁、落落煤煤、采采空空区区，搞搞清清这这3部部分分在工作面瓦斯涌出中所占的比例，即可计算瓦斯涌出量。在工作面瓦斯涌出中所占的比例，即可计算瓦斯涌出量。晋城煤业集团晋城煤业集团(jtun)寺河矿寺河矿二号井二号井第14页/共47页第十四页，共47页。、高档、高档、高档、高档(godng)(godng)机采工作面瓦斯预测技机采工作面瓦斯预测技机采工作面瓦斯预测技机采工作面瓦斯预测技术术术术 、高档机采工作面瓦期涌出特征及规律、高档机采工作面瓦期涌出特征及规律 与与炮炮采

30、采工工作作面面相相比比，高高档档机机采采工工作作面面有有以以下下基基本本特特点点：采采面面采采用用机机组组割割煤煤，割割煤煤比比较较连连续续，工工作作面面推推进进速速度度快快，采采落落煤煤块块较较小小，粉粉煤煤较较多多，工工作作面面长长度度大大，走走向向长长度度长长，采采用用皮皮带带运运煤煤，运运煤煤速速度度快快，我我矿矿本本煤煤层层瓦瓦斯斯含含量量不不是是很很高高，但但由由于于开开采采强强度度大大，产产量量集集中中，加加之之邻邻近近层层3#煤煤瓦瓦斯斯含含量量高高，使使瓦瓦斯斯涌涌出出量量急急剧剧增增加加，造造成成回回风风巷巷和和局局部部瓦瓦斯斯集集聚聚（尤尤其其是是上上隅隅角角）。瓦斯来源

31、分析：瓦斯来源分析：通通过过分分析析研研究究工工作作面面瓦瓦斯斯来来源源，查查明明(ch mn)各各个个来来源源的的涌涌出出比比例例，然然后后分分源源进进行行治治理理，对对瓦瓦斯斯防防治治工工作作很很有有意意义义。含含瓦瓦斯斯煤煤层层在在开开采采时时，受受采采掘掘作作业业影影响响，煤煤层层及及围围岩岩中中的的瓦瓦斯斯赋赋存存平平衡衡条条件件遭遭到到破破坏坏，受受采采动动影影响响区区域域内内煤煤层层、围围岩岩中中的的瓦瓦斯斯将将涌涌入入工工作作面面，构构成成工工作作面面瓦瓦斯斯涌涌出出的的组组成成部分。部分。采采场场范范围围内内涌涌出出瓦瓦斯斯的的地地点点即即为为瓦瓦斯斯源源，很很显显然然瓦瓦斯

32、斯涌涌出出源源的的多多少少、各各源涌出量的大小直接影响采场的瓦斯涌出量。源涌出量的大小直接影响采场的瓦斯涌出量。晋城煤业集团晋城煤业集团(jtun)寺河矿二寺河矿二号井号井第15页/共47页第十五页，共47页。采煤(ci mi)工作面瓦斯涌出煤壁瓦斯(w s)涌出采空区瓦斯(w s)涌出工作面落煤瓦斯涌出围岩瓦斯涌出丢煤瓦斯涌出邻近层瓦斯涌出工作面的瓦斯来源构成示意图工作面的瓦斯来源构成示意图 晋城煤业集团寺河矿二号井晋城煤业集团寺河矿二号井、高档机采工作面瓦斯预测技术、高档机采工作面瓦斯预测技术、高档机采工作面瓦斯预测技术、高档机采工作面瓦斯预测技术第16页/共47页第十六页，共47页。总结

33、起来看回采工作面瓦斯涌出包括总结起来看回采工作面瓦斯涌出包括3 3部分，即落煤瓦斯涌出、煤壁瓦斯涌出、采空区瓦斯涌出。采空区瓦斯涌出又由部分，即落煤瓦斯涌出、煤壁瓦斯涌出、采空区瓦斯涌出。采空区瓦斯涌出又由3 3部分组成，即围岩瓦斯涌出、回采丢煤瓦斯涌出、邻近层瓦斯涌出。这部分组成，即围岩瓦斯涌出、回采丢煤瓦斯涌出、邻近层瓦斯涌出。这3 3部分瓦斯随着采场内煤、岩层的变形或垮落而卸压，按各自的规律涌向工作面。要想严格区分上述各部分涌出的瓦斯量，理论可行，实际操作起来由于部分瓦斯随着采场内煤、岩层的变形或垮落而卸压，按各自的规律涌向工作面。要想严格区分上述各部分涌出的瓦斯量，理论可行，实际操作起

34、来由于(yuy)(yuy)采场条件所限是很困难的。如果将这采场条件所限是很困难的。如果将这3 3部分瓦斯作为一个瓦斯源，采用切实可行的研究测定方法，来确定采空区的瓦斯涌出量是具有实际意义的，而且可大大降低系统误差。部分瓦斯作为一个瓦斯源，采用切实可行的研究测定方法，来确定采空区的瓦斯涌出量是具有实际意义的，而且可大大降低系统误差。晋城煤业集团晋城煤业集团(jtun)寺河矿二寺河矿二号井号井、高档、高档、高档、高档(godng)(godng)机采工作面瓦斯预测机采工作面瓦斯预测机采工作面瓦斯预测机采工作面瓦斯预测技术技术技术技术第17页/共47页第十七页，共47页。煤煤壁壁瓦瓦斯斯涌涌出出量量：

35、回回采采前前进进风风顺顺槽槽及及切切眼眼的的瓦瓦斯涌出量。斯涌出量。工工作作面面落落煤煤瓦瓦斯斯涌涌出出量量：回回采采初初期期割割煤煤时时采采面面瓦斯涌出量减去回采前煤壁瓦斯涌出量。瓦斯涌出量减去回采前煤壁瓦斯涌出量。采采空空区区瓦瓦斯斯涌涌出出：围围岩岩(wi(wi yn)yn)瓦瓦斯斯涌涌出出、丢丢煤煤瓦瓦斯斯涌涌出出和和邻邻近近层层瓦瓦斯斯涌涌出出统统称称采采空空区区瓦瓦斯斯涌涌出。出。晋城煤业集团晋城煤业集团(jtun)寺河矿二寺河矿二号井号井、高档机采工作面瓦斯预测、高档机采工作面瓦斯预测、高档机采工作面瓦斯预测、高档机采工作面瓦斯预测(yc)(yc)技技技技术术术术第18页/共47

36、页第十八页，共47页。我我矿矿9330593305采采面面投投产产后后，配配风风量量为为1400 1400 m3/minm3/min，当当工工作作面面推推进进3636米米时时老老顶顶初初次次垮垮落落，工工作作面面回回风风流流中中瓦瓦斯斯浓浓度度急急剧剧增增大大，可可认认为为(rnwi)(rnwi)，回回风风流流中中的的瓦瓦斯斯浓浓度度由由老老顶顶垮垮落落前前的的0.27%0.27%增增加加到到1.09%1.09%，以以此此推推算算，开开采采初初斯斯采采面面煤煤壁壁和和落落煤煤的的 瓦瓦 斯斯 涌涌 出出 量量 为为 3.78m3/min3.78m3/min，采采 空空 区区 瓦瓦 斯斯 涌涌

37、出出 量量 为为11.48m3/min11.48m3/min，采采空空区区的的瓦瓦斯斯涌涌出出量量占占总总瓦瓦斯斯涌涌出出量量的的75.2%75.2%，煤壁和落煤占，煤壁和落煤占24.8%24.8%。整整个个从从开开采采到到推推进进近近500500米米的的抽抽排排斯斯间间，采采面面瓦瓦斯斯涌涌出出总量、抽排量及风排瓦斯量变化如图所示：总量、抽排量及风排瓦斯量变化如图所示：晋城煤业集团晋城煤业集团(jtun)寺河矿寺河矿二号井二号井、高档机采工作面瓦斯、高档机采工作面瓦斯、高档机采工作面瓦斯、高档机采工作面瓦斯(w(w s)s)预测技预测技预测技预测技术术术术第19页/共47页第十九页，共47页

38、。晋城煤业集团晋城煤业集团(jtun)寺河矿二号井寺河矿二号井、高档机采工作面瓦斯、高档机采工作面瓦斯、高档机采工作面瓦斯、高档机采工作面瓦斯(w(w s)s)预测技预测技预测技预测技术术术术第20页/共47页第二十页，共47页。晋城煤业集团晋城煤业集团(jtun)寺河矿二号井寺河矿二号井、高档、高档、高档、高档(godng)(godng)机采工作面瓦斯预测技机采工作面瓦斯预测技机采工作面瓦斯预测技机采工作面瓦斯预测技术术术术第21页/共47页第二十一页，共47页。瓦斯涌出规律：瓦斯涌出规律：煤煤壁壁瓦瓦斯斯涌涌出出规规律律：当当割割煤煤机机不不断断割割煤煤，新新鲜鲜煤煤壁壁不不断断暴暴露露，

39、在在矿矿山山压压力力的的作作用用下下，工工作作面面前前方方煤煤体体中中的的应应力力平平衡衡状状态态遭遭到到破破坏坏，出出现现了了透透气气性性大大大大增增加加的的卸卸压压带带，由由于于煤煤体体内内部部到到煤煤壁壁之之间间存存在在着着瓦瓦斯斯压压力力梯梯度度，瓦瓦斯斯得得以以沿沿卸卸压压带带的的裂裂隙隙向向工工作面涌出。瓦斯涌出强度随着煤壁暴露时间的延长而降低。作面涌出。瓦斯涌出强度随着煤壁暴露时间的延长而降低。工工作作面面落落煤煤瓦瓦斯斯涌涌出出规规律律：采采煤煤机机落落煤煤，把把煤煤粉粉碎碎成成各各种种块块料料状状煤煤，提提高高了了煤煤的的瓦瓦斯斯解解吸吸强强度度，导导致致瓦瓦斯斯涌涌出出量量

40、的的增增加加。研研究究表表明明(biomng)(biomng)，采采落落煤煤块块的的瓦瓦斯斯涌涌出出强强度度与与煤煤壁壁一一样样，也随着时间的增加而减少。也随着时间的增加而减少。晋城煤业集团晋城煤业集团(jtun)寺河矿二寺河矿二号井号井、高档机采工作面瓦斯、高档机采工作面瓦斯、高档机采工作面瓦斯、高档机采工作面瓦斯(w(w s)s)预测技术预测技术预测技术预测技术第22页/共47页第二十二页，共47页。采采空空区区瓦瓦斯斯赋赋存存特特征征：研研究究表表明明，采采空空区区的的瓦瓦斯斯浓浓度度随随着着采采空空区区深深度度的的增增加加而而增增高高（开开采采(kici)(kici)深深度度每每增增加

41、加5050米米时时，瓦瓦斯斯涌涌出出量量相相应应的的增增加加1-3m3/min1-3m3/min），即即离离采采面面越越远远瓦瓦斯斯涌涌出出越越高高，采采空空区区内内顶顶板板瓦瓦斯斯浓浓度度高高于于底底板板瓦瓦斯斯浓浓度度，采采面面采采用用上上行行通通风风时时，采采空空区区上上部（回风侧）瓦斯浓度比下部高。部（回风侧）瓦斯浓度比下部高。晋城煤业集团晋城煤业集团(jtun)寺河矿二号寺河矿二号井井、高档机采工作面瓦斯、高档机采工作面瓦斯、高档机采工作面瓦斯、高档机采工作面瓦斯(w(w s)s)预测技术预测技术预测技术预测技术第23页/共47页第二十三页，共47页。研研究究表表明明，采采煤煤工工作

42、作面面采采空空区区为为残残煤煤及及上上覆覆岩岩层层垮垮落落后后形形成成的的多多孔孔介介质质充充填填体体，各各处处煤煤与与矸矸石石压压实实程程度度差差异异较较大大，各各处处的的风风压压变变化化很很大大。采采空空区区大大约约20%20%的的区区域域为为层层流流，20%20%的的区区域域为为紊紊流流，60%60%的的区区域域为为过过渡渡流流，一一般般在在采采空空区区后后部部的的压压实实区区为为层层流流，在在中中部部及及靠靠近近工工作作面面处处为为紊紊流流和和过过度度流流。在在矿矿井井负负压压的的作作用用下下，距距采采面面较较远远处处，采采空空区区瓦瓦斯斯由由于于受受压压差差的的作作用用，一一部部分分

43、会会向向回回风风(hu(hu fn)fn)中中运运移移，直直到到流流入入回回风风(hu(hu fn)fn)巷巷随随风风流流带带走走。还还有有一一部部分分瓦瓦斯斯，特特别别是是采采空空区区深深部部的的瓦瓦斯斯，不不足足以以克克服服摩摩擦擦阻阻力力，因因而而不不向向回回风风(hu(hu fn)fn)口口运运移移，或或者者运运移速度相当慢，这就是造成采空区瓦斯分布的根本原因。移速度相当慢，这就是造成采空区瓦斯分布的根本原因。晋城煤业集团晋城煤业集团(jtun)寺河矿二号井寺河矿二号井、高档机采工作面瓦斯、高档机采工作面瓦斯、高档机采工作面瓦斯、高档机采工作面瓦斯(w(w s)s)预测技预测技预测技预

44、测技术术术术第24页/共47页第二十四页，共47页。采空区瓦斯涌出规律：采空区瓦斯涌出规律：由采空区瓦斯涌出的来源可知，采空区瓦斯涌出也是由煤块和煤层暴露面等涌出构成，因此也和落煤、煤壁是按同一形式衰减曲线逐渐枯竭的。研究表明，在工作面初采时，从开切眼开始向前推进，采空区从无到有，随着采空区面积的扩大，采空区瓦斯也逐渐增大，在老顶首次垮落之前采空区瓦斯涌出量较小，当老顶首次垮落之后由采空区瓦斯涌出的来源可知，采空区瓦斯涌出也是由煤块和煤层暴露面等涌出构成，因此也和落煤、煤壁是按同一形式衰减曲线逐渐枯竭的。研究表明，在工作面初采时，从开切眼开始向前推进，采空区从无到有，随着采空区面积的扩大，采空

45、区瓦斯也逐渐增大，在老顶首次垮落之前采空区瓦斯涌出量较小，当老顶首次垮落之后(zhhu)(zhhu)，采空区瓦斯涌出量出现一个峰值，随工作面推进，采空区瓦斯涌出量又增加，随后涌出量又减少，以后发和周斯性老顶冒落时，就重复出现上面的过程，于是采空区瓦斯涌出逐渐增大。但增加到一定值时，在开采条件基本不变的条件下，采空区瓦斯涌出将趋于稳定。，采空区瓦斯涌出量出现一个峰值，随工作面推进，采空区瓦斯涌出量又增加，随后涌出量又减少，以后发和周斯性老顶冒落时，就重复出现上面的过程，于是采空区瓦斯涌出逐渐增大。但增加到一定值时，在开采条件基本不变的条件下，采空区瓦斯涌出将趋于稳定。晋城煤业集团晋城煤业集团(j

46、tun)寺河矿寺河矿二号井二号井、高档机采工作面瓦斯预测、高档机采工作面瓦斯预测、高档机采工作面瓦斯预测、高档机采工作面瓦斯预测(yc)(yc)技术技术技术技术第25页/共47页第二十五页，共47页。工作面瓦斯涌出的影响因素：工作面瓦斯涌出的影响因素：1 1、生产工序与瓦斯涌出的关系：生产工序对工作面的瓦斯涌出影响较大，事实表明，采面瓦斯涌出与机组工作状态和位置有密切关系，当采煤机从回风侧向进风侧割煤时，采面瓦斯涌出量逐渐减小；当采煤机从进风侧向回风侧割煤时，采面瓦斯涌出量逐渐减大，其原因是：当采煤机从进风侧向回风侧割煤时（机尾、生产工序与瓦斯涌出的关系：生产工序对工作面的瓦斯涌出影响较大，事

47、实表明，采面瓦斯涌出与机组工作状态和位置有密切关系，当采煤机从回风侧向进风侧割煤时，采面瓦斯涌出量逐渐减小；当采煤机从进风侧向回风侧割煤时，采面瓦斯涌出量逐渐减大，其原因是：当采煤机从进风侧向回风侧割煤时（机尾3030米后），采煤机阻当了新鲜风流米后），采煤机阻当了新鲜风流(fngli)(fngli)的通道，有一部分新鲜风流的通道，有一部分新鲜风流(fngli)(fngli)从采空区流过将采空区瓦斯带入回风巷，机尾在移梁放顶时回风巷的瓦斯浓度也会增加，原因是当机尾在移梁放顶时机尾的导风障就需要移位，这样就减少了向工作面上隅角导向的新鲜风量，工作面上隅角瓦斯就偏高。从采空区流过将采空区瓦斯带入回

48、风巷，机尾在移梁放顶时回风巷的瓦斯浓度也会增加，原因是当机尾在移梁放顶时机尾的导风障就需要移位，这样就减少了向工作面上隅角导向的新鲜风量，工作面上隅角瓦斯就偏高。晋城煤业集团晋城煤业集团(jtun)寺河矿二寺河矿二号井号井、高档机采工作面瓦斯、高档机采工作面瓦斯、高档机采工作面瓦斯、高档机采工作面瓦斯(w(w s)s)预测技术预测技术预测技术预测技术第26页/共47页第二十六页，共47页。2 2、采面瓦斯涌出不均衡系数、采面瓦斯涌出不均衡系数 由于生产不均衡，导致瓦斯涌出也不均衡，瓦斯涌出的不均衡在监测系统由于生产不均衡，导致瓦斯涌出也不均衡，瓦斯涌出的不均衡在监测系统(xtng)(xtng)

49、的数据上以最大值、最小值、平均值的形式反映出来，一般统计的瓦斯涌出量值都是指平均值，但是当根据涌出量考虑配风等问题时，涌出量必须为采面最大涌出量，才能保证瓦斯浓度不会超限，因此把最大值与平均值之比称为瓦斯涌出不均衡系数。它是衡量采面在不同时间瓦斯涌出差异的指标，对合理确定采面风量、合理安排工序，减少瓦斯超限时间具有指导意义。的数据上以最大值、最小值、平均值的形式反映出来，一般统计的瓦斯涌出量值都是指平均值，但是当根据涌出量考虑配风等问题时，涌出量必须为采面最大涌出量，才能保证瓦斯浓度不会超限，因此把最大值与平均值之比称为瓦斯涌出不均衡系数。它是衡量采面在不同时间瓦斯涌出差异的指标，对合理确定采

50、面风量、合理安排工序，减少瓦斯超限时间具有指导意义。晋城煤业集团晋城煤业集团(jtun)寺河矿寺河矿二号井二号井、高档机采工作面瓦斯预测、高档机采工作面瓦斯预测、高档机采工作面瓦斯预测、高档机采工作面瓦斯预测(yc)(yc)技术技术技术技术第27页/共47页第二十七页，共47页。3 3、配风量与采面瓦斯涌出量之间的关系、配风量与采面瓦斯涌出量之间的关系 随着采面日产量逐渐增大，瓦斯涌出量也增大。为了使采面瓦斯不超限，通常随着采面日产量逐渐增大，瓦斯涌出量也增大。为了使采面瓦斯不超限，通常(tngchng)(tngchng)加大配风量来稀释瓦斯。实践证明，采面配风量对瓦斯涌出量大小有一定影响，主